基于IEEE 802.15.4的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的隱藏終端效應(yīng)可能導(dǎo)致嚴(yán)重網(wǎng)絡(luò)沖突,從而使數(shù)據(jù)包傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤。相較于路徑損耗、多徑衰落、陰影衰落和IEEE802.11干擾等因素造成的非沖突錯(cuò)誤,隱藏終端引起的沖突錯(cuò)誤會(huì)持續(xù)存在,因而其破壞性更大。準(zhǔn)確識(shí)別由隱藏終端引起的沖突對(duì)保證傳感器數(shù)據(jù)的正確傳輸至關(guān)重要。本文首先研究了隱藏終端導(dǎo)致沖突碰撞的機(jī)理以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸性能帶來(lái)的影響。本文采用數(shù)值分析方法對(duì)完整的沖突及重傳過(guò)程進(jìn)行了仿真,通過(guò)搭建CSMA/CA通信模型,得到數(shù)據(jù)包在非時(shí)隙模式下的碰撞及重傳概率,進(jìn)而對(duì)影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素進(jìn)行了研究。理論分析及仿真結(jié)果表明,數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度、發(fā)包率、隱藏節(jié)點(diǎn)比例等都會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成影響,其中發(fā)包率對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響最大。隨后通過(guò)高發(fā)包率實(shí)驗(yàn)對(duì)傳輸錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包的錯(cuò)誤特性進(jìn)行研究。在理論分析基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)了多種典型場(chǎng)景下的傳輸實(shí)驗(yàn),得到非沖突錯(cuò)誤場(chǎng)景和沖突錯(cuò)誤場(chǎng)景下的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包,并定義誤碼率、錯(cuò)誤比特位置分布和錯(cuò)誤符號(hào)位置分布作為性能指標(biāo)對(duì)錯(cuò)誤特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn),沖突錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包的后部?jī)A向于出現(xiàn)更高的出錯(cuò)概率,該特性能夠明顯區(qū)分出不同應(yīng)用環(huán)境中沖突錯(cuò)誤... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文性能將急劇下降，而且在某些節(jié)點(diǎn)處還出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)。并且即使效的路由和傳輸層協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)性能和吞吐量也會(huì)因?yàn)?MAC 層的多跳成此現(xiàn)象的原因是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中存在大量隱藏終端節(jié)點(diǎn)，從而在數(shù)據(jù)大規(guī)模持續(xù)沖突。而持續(xù)沖突又導(dǎo)致大量節(jié)點(diǎn)信息無(wú)法傳到匯聚節(jié)面積的節(jié)點(diǎn)重傳，致使網(wǎng)絡(luò)性能嚴(yán)重下降。-2 是隱藏終端問(wèn)題原理示意圖，節(jié)點(diǎn) A、C 要將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦?jié)點(diǎn)圈分別表示節(jié)點(diǎn) A 和節(jié)點(diǎn) C 的通信范圍，紅色線圈表示節(jié)點(diǎn) B 的通信 C 相互在通信范圍之外，無(wú)法通過(guò)物理載波監(jiān)聽(tīng)的方法探測(cè)到對(duì)方據(jù)，因此 A、C 可能會(huì)誤以為信道空閑而同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，繼而造成失敗。正是由于 A 與 C 相互隱藏，監(jiān)聽(tīng)不到對(duì)方的存在，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間極可能產(chǎn)生持續(xù)沖突。

圖 1-3 數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤識(shí)別的分類WSNs 中傳感器節(jié)點(diǎn)分布廣、面積大，在各處添加外設(shè)將加大運(yùn)行成本且能因此我們直接使用節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)分析傳輸失敗的原因。對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析時(shí)，者使用了收包率、錯(cuò)包率等統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為分析對(duì)象，但是這種方法耗時(shí)長(zhǎng)時(shí)展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀況。為了實(shí)時(shí)得到數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤原因，大部分學(xué)者采用特征信輸失敗的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，這些特征信息可以分為三類：信道信息，有效信息，以及信道和有效負(fù)載信息的聯(lián)合分析。信道信息，即根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度指示（RSSI）和鏈路質(zhì)量指示（LQI）來(lái)研性，這兩個(gè)指標(biāo)通常用于鏈路質(zhì)量評(píng)估。Eu 等人[17]基于所測(cè)量的 RSSI 和了線性分類器，可以對(duì)弱信號(hào)和多路訪問(wèn)沖突導(dǎo)致的無(wú)線損耗進(jìn)行分類。Iye8]提出了一種針對(duì) Wi-Fi 干擾和藍(lán)牙干擾的分類方法，但這需要連續(xù)讀取傳的 RSSI 寄存器。Zacharias 等人[19]提出了一種輕量級(jí)干擾分類方法，用于E 802.11 干擾，以及藍(lán)牙和微波爐對(duì) IEEE 802.15.4 傳輸?shù)挠绊�。Grimald 等了時(shí)域和幅域兩者的 RSSI 特征來(lái)識(shí)別 IEEE 802.11 和微波爐干擾。然而上

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Z-MAC協(xié)議改進(jìn)算法[J]. 盧玫欣,蘇勝君,施偉斌,樂(lè)燕芬,李瑞祥.  軟件導(dǎo)刊. 2017(12)
[2]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J]. 任豐原,黃海寧,林闖.  軟件學(xué)報(bào). 2003(07)



本文編號(hào)：3381687